Klimatets jobbiga barn

Läs mer om El Niño och La Niña

Ganska jämna vindar blåser normalt från öst till väst över de norra tropiska haven. Sådana regelbundna vindar blev kända som de nordliga “passatvindarna” för det uppsving de gav handelsfartyg som seglade västerut.

Stillahavspassvindarna drar varmt ytvatten västerut. Detta gör de centrala och östra delarna av Stilla havet – som nära Sydamerikas kust – svalare. Men under en El Niño avtar dessa vindar. Tropiska vatten i de centrala och östra regionerna är varmt. På andra sidan havet, nära Indonesien och Australien, svalnar ytvattnet.

Uppvärmningen i centrala och östra Stilla havet utlöser förändringar i lufttrycket över havet. Lufttrycket är kraften av atmosfärens vikt som trycker ner på en plats. Forskare kallar dessa tryckförändringar för Southern Oscillation (oscillation betyder fluktuation). De utlöses av de temperaturförändringar som El Niño åstadkommer. Så fenomenets fullständiga namn är El Niño-Southern Oscillation, eller ENSO. Klimatforskare upptäcker vanligtvis en El Niño mot slutet av ett år. Dess huvudsakliga effekter är dock vanligtvis inte märkbara förrän följande år.

El Niños extra värme ger bränsle till tillväxten av åskväder. Dessa stormar kan dumpa enorma mängder regn på kustområdena i Sydamerika.

Men dessa är inte de enda regioner som drabbas. I slutet av 2002, till exempel, mötte australiensare sitt eget El Niño-drivna extremväder. De kallade det “Big Dry”. Regnet föll inte på månader, vilket inledde en fruktansvärd torka. Grödor dog. Boskapen svalt av brist på mat och vatten. Det verkade som om El Niño hade öppnat en kran över Sydamerika — och stängt av tappen som vanligtvis vattnade Australien.

Ändå ansåg många klimatforskare att El Niño 2002-2003 var mild. En som började 1997 var mycket värre: det släppte så småningom regn som eroderade en del av Kaliforniens kustlinje och var orsaken till stora isstormar i USA.

Mycket uppmärksamhet de senaste åren har fokuserat på El Niños och den förstörelse de kan medföra. Men händelsen är en extrem ände av en klimatcykel.

En El Niño inträffar när vattnet i östra Stilla havet värms upp. Ibland svalnar det vattnet istället, när passadvindarna växer sig starkare än normalt och blåser bort mer varmt ytvatten. Denna förändring markerar ankomsten av den andra ytterligheten i ENSO-cykeln: La Niña. Ibland, som 1998, händer de två händelserna rygg i rygg. Det året förvandlades en stor El Niño till en La Niña. När dessa klimatbarn var klara hade de orsakat tillräckligt med uppvärmning i Stilla havet och Indiska oceanen för att döda så mycket som 10 procent av världens koraller.

Oftare skiljer år av normalt väder åt perioden då varje “barn” gör sin skada. Och gör inga misstag: La Niña-kopplade väderförändringar kan vara lika förödande som El Niños. I juli 2012 kopplade forskare till exempel en La Niña från 2011 med en allvarlig torka som orsakade allvarlig matbrist och svält i hela Afrikas horn.

Forskare vill förstå hur dessa klimatsvängningar passar in i den större bilden av jordens föränderliga klimat. Under de senaste åren har medeltemperaturen på planeten stigit, något som kallas global uppvärmning. Kommer det att ändra styrkan eller tidpunkten för ENSO-händelser?

“Vi vet att jorden värms upp”, konstaterar oceanograf Benjamin Giese vid Texas A&M Universitet i College Station. Påverkar denna föränderliga värld styrkan i ENSO-evenemang, frågar han. Till exempel kan varje förändring av El Niños styrka “ha en inverkan på saker som torka eller översvämning eller stormighet”, säger han – “inte bara i USA, utan globalt.”

Förutsäga klimat, inte väder

Forskare kan se en El Niño komma , men de kan inte säga hur det kommer att bete sig.

Med hjälp av datorer förutsäger forskare om en El Niño kommer att hända ganska bra, säger Giese. “Men vi har inte så mycket känsla för hur stark El Niño kommer att bli.”

En anledning: El Niños är inte stormar. Istället är de kännetecken för jordens ständigt föränderliga klimat.

Ordet “väder” används för att beskriva specifika händelser som stormar och torka , blixtar och regn — saker som händer vid en given tidpunkt på mycket specifika platser. Vädret tenderar att vara relativt lokalt och kortlivat. Det förklarar varför regn drabbade din stad men inte ett en mil bort, varför dimma rullade in för 10 minuter sedan, eller varför plötsliga vindar blåste höstlöv från din stads träd.

Klimat avser väderförhållandena i ett område över månader till år. Det är nästan som genomsnittet av vädret över en lång tid. Klimatet för din region kan innehålla förutsägelser om kyliga november, kraftiga regn i december och stora snöfall från januari till mars. Klimatet kan också förutsäga varma somrar och regelbundet blöta vårar.

För att kunna studera klimatet och hitta förändringar i dess normala mönster behöver forskarna massor av data om en regions väder. Det har bara funnits omkring 20 El Niños sedan 1950-talet, när forskare började studera dessa händelser i detalj. Så forskarna saknar tillräckligt med data för att utveckla en bra bild av hur den “genomsnittliga” El Niño bör bete sig.

Giese liknar situationen med en myntkastning. Ju fler gånger du vänder, desto bättre information.

“Om du vänder ett mynt många gånger kommer du så småningom att se något nära 50:50 för huvud och svans, säger han. “Men om du bara vänder två gånger har du en god chans att få två huvuden” — och en missvisande förväntan på vad som ska komma härnäst.

Ögon på ENSO

Det är svårt att lära sig mycket om tidigare El Niños, men forskare använder nu smarta verktyg för att lära sig så mycket de kan om nuvarande och framtida händelser. Efter 1982-1983 El Niño, till exempel, skapade en grupp nationer gemensamt uppsättningen Tropical Atmosphere Ocean (TAO). Detta gigantiska vetenskapliga instrument inkluderar 70 bojar som alla är förankrade vid Stilla havets botten. Bojarna samlar nu in information om havet – inklusive luftfuktighet, vindhastighet och temperaturer över och under havsytan. Deras sensorer sänder den informationen till satelliter som passerar över huvudet några gånger varje dag. Dessa mätningar, som samlats in av forskare, kan ge de tidigaste bevisen för en El Niños signaturuppvärmning.

Satelliter i sig kan ge kraftfulla ögon på havet , också. GRACE-satelliten mäter till exempel hur mycket vatten som finns i olika delar av världen, förklarar oceanografen Carmen Boening. Vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, studerar hon havens biologi, kemi och rörelser. GRACE “väger” vattnet i havet genom att mäta dess gravitationskraft. Allt med massa har gravitation. Ju mer massa något har, desto mer gravitation, eller dragkraft, har det på andra föremål med massa. När mängden vatten i havet förändras, skiftar dess massa och gravitationskraft även GRACE.

2011 använde Boening och hennes medarbetare GRACE-data för att visa att havsnivåerna sjönk under det årets La Niña. En La Niña uppvisar ett beteende som är motsatt till en El Niño: Den utlöser kraftiga regn över Australien och kan lämna Sydamerika torrt och utsatt för torka.

GRACE hjälpte också till att identifiera var vattnet som saknades från haven hamnade. “Om det inte är i havet måste det vara någon annanstans”, säger Boening. Genom att använda satelliten för att studera fukt över land kopplade hennes team La Niña-cykeln till “mer vatten över Australien och Sydostasien, där det var många översvämningar.”

Från dåligt till värre

Satelliter kan också hjälpa till att identifiera och förstå hur mänsklig aktivitet kan påverka ENSO-evenemang. I en nyligen genomförd studie använde forskare satellitdata för att visa att borttagandet av skog kan göra effekterna av en dålig El Niño ännu värre.

Miriam Marlier avslutar examensarbete i atmosfärsvetenskap vid Columbia University i New York City. Hon samarbetar med andra forskare för att använda satellitdata för att undersöka hur avskogning – röjning av stora skogar av människor – kan påverka faror som skogsbränder. I en studie publicerad i augusti 2012 tidskriften Nature Climate Change, hon och hennes medarbetare tittade på bränder i Sydostasien.

Den delen av världen är “verkligen centrum där förändringar från El Niño kommer att ske”, säger hon.

Marliers team studerade satellitdata om atmosfäriska och brandförhållanden under en 10-årsperiod. El Niño-händelser ökade sannolikheten för bränder där, fann hennes team.

Förändringar i landskapet ligger bakom lyftet, säger Marlier. Vissa delar av regionen var förr sumpskogar. Dessa områden var så ständigt fuktiga att de inte brann, även när en El Niño förde med sig torka. Men i takt med att människor har ristat kanaler genom träsken och dränerat bort vattnet, har även skogsmarkerna torkat ut. Resultatet, säger hon: en allvarlig risk för skogsbränder. Tidigare träsk kan uppslukas av bränder som nu brinner utom kontroll.

En annan oro: Dessa bränder släpper ut föroreningar i luften som kan skada Mänsklig hälsa. Ungefär 15 000 ytterligare dödsfall per år kan skyllas på den extra förorening som skapas av skogsbränder under El Niño-evenemang, uppskattar Marliers team.

Global uppvärmning kan också förvärra en ENSO händelse som El Niño.

Jordens medeltemperatur har ökat. Forskare misstänker att en ökande mängd växthusgaser sannolikt kan skylla på. Förbränning av fossila bränslen som naturgas och kol är bland de mänskliga aktiviteterna som spyr ut dessa värmefångande gaser.

2011, texaner svettades genom den hetaste, torraste våren och sommaren någonsin. De floder som en gång användes för bevattning torkade ut. Grödor och boskap åt dog. Förluster från torkan kostade Texas bönder och konsumenter uppskattningsvis 5,2 miljarder dollar.

Och det var inte de enda problemen. Janet Raloff från Science News rapporterade att i Texas, “en stat som var besatt av fotboll, var Dallas tvungen att stänga mer än två dussin idrottsplaner när lerjorden krympte och bildade sprickor mer än en halv meter djup. Ett län anlitade ett hundratal bro- och vägpersonal för att laga sprickor i trottoaren hela sommaren. Den skiftande jorden tvinnade vattenledningar och slog sönder mer än 200 enbart i Fort Worth, 20 på en enda dag.”

2010 till 2011 La Niña hölls till stor del – men inte helt – ansvarig. Sedan 1960-talet har chansen att Texas kommer att se extremt varmt, torrt väder under ett La Niña-år ökat 20 gånger. Människoinducerad global uppvärmning ligger bakom denna ökning, rapporterade forskare i juli 2012.

Klimatorsakad konflikt

El Niños kan till och med leda till en ökad risk för våld. År 2011 fann forskare vid Princeton och Columbia universitet att områden som var hårt påverkade av El Niños löpte dubbelt så stor risk att uppleva stora civila oroligheter som de länder som till stor del undkommer händelsens effekter. De definierade stora civila oroligheter som tvister mellan regeringar och andra organiserade partier (som rebellgrupper) som orsakade minst 25 dödsfall. Forskarna fann att mycket fattiga delar av världen som drabbats av El Niños var särskilt mottagliga för sådana konflikter.

De här fynden rapporterades i journal Nature, vettigt, säger statistikern Andrew Solow. Vid Woods Hole Oceanographic Institution i Massachusetts studerar han sannolikheten, eller chansen, att vissa händelser ska inträffa. Som han förklarade för Science News vid den tiden är inkomsterna i många fattiga länder nära kopplade till jordbruket – och därmed vädret. Så dåliga skördar och minskande mattillgångar (orsakade av väderomslag som utlösts av en El Niño eller La Niña) kan göra att ett stort antal människor blir hungriga, arga och utan arbete. Dessa människor är nu tillgängliga för att delta i protester, terrorism och krig.